31.Алгоритм и программа

Управлять компьютером нужно по определенному алгоритму. Алгоритм — это

точно определенное описание способа решения задачи в виде конечной (по времени)

последовательности действий. Такое описание еще называется формальным. Для

представления алгоритма в виде, понятном компьютеру, служат языки программирования.

Сначала всегда разрабатывается алгоритм действий, а потом он записывается

на одном из таких языков. В итоге получается текст программы — полное,

законченное и детальное описание алгоритма на языке программирования. Затем

этот текст программы специальными служебными приложениями, которые называются

трансляторами, либо переводится в машинный код, либо исполняется.

Что такое язык программирования

Самому написать программу в машинном коде весьма сложно,, причем эта сложность

резко возрастает с увеличением размера программы и трудоемкости решения

нужной задачи. Условно можно считать, что машинный код приемлем, если размер

программы не превышает нескольких десятков байтов и нет потребности в операциях

ручного ввода/вывода данных.

Поэтому сегодня практически все программы создаются с помощью языков программирования.

Теоретически программу можно написать и средствами обычного

человеческого (естественного) языка -- это называется программированием на

метаязыке (подобный подход обычно используется на этапе составления алгоритма),

но автоматически перевести такую программу в машинный код пока невозможно

из-за высокой неоднозначности естественного языка.

Языки программирования — искусственные языки. От естественных они отличаются

ограниченным числом «слов», значение которых понятно транслятору, и очень

строгими правилами записи команд {операторов). Совокупность подобных требований

образует синтаксис языка программирования, а смысл каждой команды и

других конструкций языка — его семантику. Нарушение формы записи программы

приводит к тому, что транслятор не может понять назначение оператора и выдает

сообщение о синтаксической ошибке, а правильно написанное, но не отвечающее

алгоритму использование команд языка приводит к семантическим ошибкам (называемым

еще логическими ошибками или ошибками времени выполнения).

Процесс поиска ошибок в программе называется тестированием, процесс устранения

ошибок — отладкой.__

26.Поколения языков программирования

Языки программирования принято делить на пять поколений. В первое поколение

входят языки, созданные в начале 50-х годов, когда первые компьютеры только

появились на свет. Это был первый язык ассемблера, созданный по принципу «одна

инструкция — одна строка».

Расцвет второго поколения языков программирования пришелся на конец 50-х —

начало 60-х годов. Тогда был разработан символический ассемблер, в котором

появилось понятие переменной. Он стал первым полноценным языком программирования.

Благодаря его возникновению заметно возросли скорость разработки

и надежность программ.

Появление третьего поколения языков программирования принято относить к

60-м годам. В это время родились универсальные языки высокого уровня, с их

помощью удается решать задачи из любых областей. Такие качества новых языков,

как относительная простота, независимость от конкретного компьютера и возможность

использования мощных синтаксических конструкций, позволили резко

повысить производительность труда программистов. Понятная большинству

пользователей структура этих языков привлекла к написанию небольших программ

(как правило, инженерного или экономического характера) значительное число

специалистов из некомпьютерных областей. Подавляющее большинство языков

этого поколения успешно применяется и сегодня.

С начала 70-х годов по настоящее время продолжается период языков четвертого

поколения. Эти языки предназначены для реализации крупных проектов, повы-

. шения их надежности и скорости создания. Они обычно ориентированы на специализированные

области применения, где хороших результатов можно добиться,

используя не универсальные, а проблемно-ориентированные языки, оперирующие

конкретными понятиями узкой предметной области. Как правило, в эти языки

встраиваются мощные операторы, позволяющие одной строкой описать такую

функциональность, для реализации которой на языках младших поколений потребовались

бы тысячи строк исходного кода.

Рождение языков пятого поколения произошло в середине 90-х годов. К ним относятся

также системы автоматического создания прикладных программ с помощью

визуальных средств разработки, без знания программирования. Главная идея, которая

закладывается в эти языки, — возможность автоматического формирования

результирующего текста на универсальных языках программирования (который

потом требуется откомпилировать). Инструкции же вводятся в компьютер в максимально

наглядном виде с помощью методов, наиболее удобных для человека,

не знакомого с программированием.__

Среды быстрого проектирования

В последние несколько лет в программировании (особенно в программировании

для операционной системы Windows) наметился так называемый визуальный подход.

До этого серьезным препятствием для разработки графических приложений

была сложность создания различных элементов управления и контроля их работы.

Достаточно взглянуть на окно любой WiWo^s-nporpaMMbi. В нем имеется множество

стандартных элементов управления (кнопки, пункты меню, списки, переключатели

и т. д.). Очень трудоемко вручную описывать процесс создания этих элементов

в соответствии с требованиями Windows, на глазок определять координаты,

отслеживать их состояние с помощью специальных команд. Например, для простой

программы, складывающей два числа, потребуется один оператор (одна строка

исходного текста) для выполнения нужного вычисления и сотни строк кода для

подготовки приложения к работе в Windows, создания кнопки и пары полей ввода.

Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования {Rapid Application

Development, КАО-среды). Все необходимые элементы оформления и управления

создаются и обслуживаются не путем ручного программирования, а с помощью

готовых визуальных компонентов, которые с помощью мыши «перетаскиваются»

в проектируемое окно. Их свойства и поведение затем настраиваются с помощью

5 8 0 Глава 20. Основы программирования

простых редакторов, визуально показывающих характеристики соответствующих

элементов. При этом вспомогательный исходный текст программы, ответственный

за создание и работу этих элементов, генерируется НАП-срелой автоматически, что

позволяет сосредоточиться только на логике решаемой задачи. В результате программирование

во многом заменяется на проектирование — подобный подход называется

еще визуальным программированием.

Компоненты достаточно легко создавать самостоятельно, поэтому в мире сегодня

распространяются тысячи бесплатных и платных компонентов для наиболее известных

iMD-сред, из них формируются библиотеки компонентов — объектные ре-

позитории. Компоненты выступают в роли «строительных кирпичиков», позволяющих

собирать готовое приложение с богатыми возможностями, написав всего

десяток строк исходного кода, и такой компонентный подход к созданию программ

считается очень перспективным, потойу что без лишних усилий и на законных

основаниях допускает повторное использование чужого труда.__